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電子槍在運(yùn)輸過程中的破損特性
摘要：電子槍是一種不規(guī)則、易破損、多材質(zhì)的電子產(chǎn)品，在流通的過程中由于受到?jīng)_擊、振動(dòng)等作用易發(fā)生破損。本文通過機(jī)械沖擊和振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，研究分析電子槍的破損特性，為電子槍的緩沖包裝設(shè)計(jì)提供了基本數(shù)據(jù)。
關(guān)鍵詞：電子槍，跌落沖擊，振動(dòng)，破損
1、引言
物流的重要環(huán)節(jié)是運(yùn)輸，在運(yùn)輸過程中商品不僅發(fā)生空間位移，同時(shí)還要保證商品的使用價(jià)值。沖擊和振動(dòng)是包裝件在流通過程中經(jīng)常受到的兩種主要的力學(xué)類環(huán)境，對(duì)包裝件造成的破損危害較大，為了減少包裝件在運(yùn)輸過程中的破損率，就包裝產(chǎn)品本身來說，在沖擊和振動(dòng)作用下研究其破損模式有利于緩沖包裝的設(shè)計(jì)。
近年來由于工業(yè)化程度的提高，技術(shù)手段不斷更新，各種產(chǎn)品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜且更加精密，一個(gè)完整的獨(dú)立系統(tǒng)，往往由數(shù)千個(gè)零部件以及數(shù)萬電子元器件所組成。如果系統(tǒng)在運(yùn)行中，由于外部環(huán)境改變而造成損壞或電子元器件連接處的脫落，輕則導(dǎo)致系統(tǒng)部分功能的喪失，重則造成整個(gè)系統(tǒng)功能的癱瘓，將造成不可預(yù)期的嚴(yán)重后果[1]。所以出廠前必須進(jìn)行運(yùn)輸模擬實(shí)驗(yàn)，以防產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中遭受外力作用而破損。
目前我國由于包裝不善等原因造成商品經(jīng)濟(jì)損失的價(jià)值每年仍有140億元之巨。其中因運(yùn)輸包裝不當(dāng)發(fā)生在運(yùn)輸過程的損失占80%左右[2]。由于我國的路面狀況較差、鐵路接縫不夠緊密、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)較大、車輛避振性能較差、船舶機(jī)械性能不夠，包裝件在流通過程中受到的沖擊和振動(dòng)能量較大，其發(fā)生損壞的潛在危險(xiǎn)性較高[3]。電子產(chǎn)品屬于精密的工業(yè)產(chǎn)品，怕碰撞和擠壓等外力的威脅。包裝本身要能抵抗外力，防止包裝物或產(chǎn)品的變形；還能有效抑制運(yùn)輸、搬運(yùn)過程中的振動(dòng)和摩擦。防震包裝的目的是運(yùn)輸、裝卸過程中，當(dāng)存在振動(dòng)、沖擊等外力作用時(shí)，保護(hù)被包裝產(chǎn)品的性能和形態(tài)。所以在包裝動(dòng)力學(xué)中，緩沖減振抗沖擊包裝設(shè)計(jì)很受關(guān)注。
本文主要以電子槍（圖1）為例。電子槍是一種不規(guī)則、易破損、多材質(zhì)的電子產(chǎn)品，其外形呈細(xì)長多段管型結(jié)構(gòu)，但形狀不規(guī)則、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，部件由多種材料（不銹鋼、玻璃、鎳等）制造，金屬薄片采用點(diǎn)焊連接。其基本結(jié)構(gòu)按其結(jié)構(gòu)特征劃分為4段（圖2），第1段排氣管，第2段管腳，第3段固定玻桿、會(huì)聚帽，第4段焊接于會(huì)聚帽上的4個(gè)彈簧片。
由于電子槍中的金屬薄片點(diǎn)焊連接結(jié)構(gòu)在運(yùn)輸物流過程中受到車輛、路面的沖擊、振動(dòng)作用容易損壞[4-5]。所以模擬電子槍在運(yùn)輸過程中所受的外力（主要是外部沖擊作用和振動(dòng)作用）來分析電子槍的破損特性，為其運(yùn)輸及包裝提供理論依據(jù)是很有必要的。
2、電子槍破損特性的研究
2.1 電子槍沖擊破損特性的研究
在產(chǎn)品運(yùn)輸過程中，機(jī)械沖擊現(xiàn)象是可能經(jīng)常發(fā)生的。按照力學(xué)概念，所謂沖擊是指機(jī)械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在受到瞬態(tài)外部激勵(lì)時(shí)其力、位移、速度或加速度發(fā)生急劇變化的現(xiàn)象。實(shí)踐證明，機(jī)械沖擊現(xiàn)象是造成包裝內(nèi)裝物即產(chǎn)品受損的一個(gè)重要因素。在商品裝卸作業(yè)和運(yùn)輸操作過程中，機(jī)械沖擊現(xiàn)象最有可能發(fā)生。
（1）實(shí)驗(yàn)原理：跌落實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是按預(yù)定的狀態(tài)將實(shí)驗(yàn)樣品用夾具固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，用預(yù)定的沖擊脈沖波形對(duì)實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)的沖擊實(shí)驗(yàn)，直至產(chǎn)品破損。實(shí)驗(yàn)樣品做的是自由落體運(yùn)動(dòng)，這樣來模擬運(yùn)輸包裝件的跌落情況。進(jìn)行跌落實(shí)驗(yàn)時(shí)，提起實(shí)驗(yàn)品至預(yù)定高度，然后突然釋放，使其按預(yù)定的高度自由落下，與沖擊臺(tái)面形成沖擊。根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，完成了一系列的跌落后，檢查實(shí)驗(yàn)樣品的完好程度。本次實(shí)驗(yàn)的測(cè)試系統(tǒng)由跌落實(shí)驗(yàn)機(jī)和數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)組成。
（2）實(shí)驗(yàn)方案
電子槍的固定方式：
a.底部支撐，電子槍水平放置，夾持在左部。
b.底部支撐，電子槍水平放置，夾持在中部
c.底部支撐，電子槍水平放置，夾持在右部
傳感器固定方式：3個(gè)傳感器分別固定于玻桿左、中、右位置。1個(gè)固定于沖擊臺(tái)面。同時(shí)檢測(cè)4路信號(hào)。
跌落高度：從30cm起跌落，跌落一次臺(tái)面升高5cm直到電子槍破損（每次時(shí)間間隔較長，不屬于連續(xù)跌落沖擊情況）。
沖擊持續(xù)時(shí)間：2～4ms
2.2電子槍振動(dòng)破損特性的研究
（1）實(shí)驗(yàn)原理：采用變頻實(shí)驗(yàn)對(duì)電子槍進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，評(píng)定產(chǎn)品在變頻振動(dòng)或共振情況下的強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)時(shí)將產(chǎn)品固定在振動(dòng)臺(tái)上，讓振動(dòng)臺(tái)在規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，以一定的掃頻速率進(jìn)行掃頻振動(dòng)。本次實(shí)驗(yàn)所采用的振動(dòng)系統(tǒng)由電動(dòng)振動(dòng)系統(tǒng)、振動(dòng)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)自動(dòng)采集與處理系統(tǒng)組成。
（2）實(shí)驗(yàn)方案：振動(dòng)實(shí)驗(yàn)方案與沖擊實(shí)驗(yàn)方案相同。
3、小結(jié)
本文實(shí)驗(yàn)方案中電子槍的夾持方式只列舉了3種，在實(shí)驗(yàn)過程中，還研究了電子槍底部懸空夾持、沖擊作用時(shí)間加長等不同因素對(duì)其的破損影響。
觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果：電子槍破損不僅和夾持方式、沖擊作用時(shí)間有關(guān)，還與電子槍本身結(jié)構(gòu)有關(guān)。
（1）在沖擊實(shí)驗(yàn)中，電子槍破損的部位多集中在排氣管、黑瓷片、白瓷片處。破損形式主要包括：排氣管下沉或上翹、白瓷片中部斷裂、黑色瓷片斷裂、瓷片角部破裂掉落、玻桿小凸臺(tái)破裂。
（2）在振動(dòng)實(shí)驗(yàn)中，電子槍無破損情況。
（3）電子槍的運(yùn)輸包裝應(yīng)著重考慮破損部位的防護(hù)。
本文通過實(shí)驗(yàn)研究電子槍的跌落沖擊與振動(dòng)破損特性，為電子槍運(yùn)輸防護(hù)包裝設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 于君，王洋，焦新泉，秦麗.基于沖擊振動(dòng)信號(hào)的響應(yīng)譜分析研究[J].包裝工程.2008.29（9）：1-3
[2] 李沛生.我國商品運(yùn)輸包裝及技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].物流技術(shù)與應(yīng)用.2005.2：92-95
[3] 評(píng)介.我國運(yùn)輸包裝狀況不容樂觀[J].中國包裝工業(yè).2008.3：49
[4] Veprik A M. Vibration protection of critical components of electronic equipment in harsh environmental conditions [J].Journal of Sound and Vibration.2003.259（1）：161–175
[5] 許文才，向明.連續(xù)沖擊載荷對(duì)包裝產(chǎn)品的影響[J].振動(dòng)與沖擊.2001.20 （3）：26-28
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